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[摘 要]在水电站工程当中，高边坡工程是十分重要的部分，因此在水电站高边坡开挖、支护管理过程中要注意其质量和施工进度。尤其是在施工过程中的施工安全管理，这直接影响到工程的施工进度和施工单位的经济效益。
[关键词]水电站 高边坡 开挖 支护 安全管理
中图分类号：TV513 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）07-0194-01
引言
边坡是人类生存和工程活动中最常见的，也是最基本的自然地质环境之一，随着大型工程的建设，尤其是水电站工程的建设过程中遇到的高边坡开挖工程特别多。一般情况下用高边坡工程都是在地质环境复杂的情况下所采取的工程维护措施，与之相关的自然边坡和人工高边坡的稳定性问题日益突出。而这些边坡的稳定性对工程的建设和技术力量配置要求起着决定性的作用。特别是是在水电站工程中，这些因素直接回影响到建设投资方的的经营效益和我工程的投入。同时高边坡的稳定性还会直接影响到地质结构的稳定性，从而引发地质灾害，危及人民群众的生命财产安全，甚至影响国民经济建设的进度，并给国民经济造成重大的损失。文章主要从研究意义和地质学的两个方面分析。
一、从研究意义方面进行分析
在我国，目前就已经有许多在建和已经建成的工程，其中就有大部分大中型水电工程，这些工程在质量上都存在许多的问题。其中最为突出的工程质量问题就是库区滑坡和人工高边坡稳定性两个方面。例如在我国刚刚主体工程基本完工的三峡工程中就出现了库区岩体移动和高边坡也就是水电站船闸与两岸山体连接的稳定性问题。另外例如还有紫坪铺水利工程的高边坡开挖工程、小湾、二滩、李家峡、五强溪以及瀑布沟等水利工程的高边坡开挖工程。因此加大工程高边坡开挖支护方面的应用研究非常的重要，尤其是复杂岩体中高边坡工程稳定性的研究。不仅对国民经济建设和水能及矿产资源开发有重大意义，而且还会对地质灾害防御和环境保护有十分重要的作用。这就和岩体工程有着十分重要的关系。从岩体工程方面分析，岩体工程可分为地面工程和地下工程，二者的力学条件各不相同。一般情况地面工程开挖主要是为了减轻主体工程所承受的负荷难以确保主体工程施工进度和工程质量。这些都是在建设工程竣工后才能够转化为加载条件的，地面工程的边坡开挖，尤其是高地的边坡开挖工程，其地应力释放荷载大，量级高，作用范围宽，除了存在局部应力集中以外，其主要表现的方式为大面积的积强荷载，卸荷力学现象会十分明显。地下工程中洞挖卸荷以后，由于岩体力重新形成二次应力场，一般情况下洞壁切向为加载，径向为卸载。水电站工程中的岩体开挖主要是为了卸载负荷。
岩体在加载和卸载条件下，其力学特征有本质的区别，。从岩体上讲，岩石本身在加载和卸载条件下力学差别并不大，但是在含有节理、裂隙等结构面的岩体中。加载时仍有很好的力学性能，单卸载时，特别是由于卸荷出现的拉应力突发情况，岩体中结构面上的力学特征就会发生本质的变化，这些结构部位将迅速影响岩体的稳定性和其本真在水电站工程中的基础性作用。其力学特征就不会达到在合理加载的情况下所取得的研究成果。例如我们可以通过一些地质力学方面的剖面图来对加载情况下高边坡受力情况进行一个更加直观的认识。
一般情况下，在你水电工程中，由于通过开挖自然岩体的来达到卸载工程边坡的受力的作用，经常都会引起在加载受力情况下不同的的物理力学现象。，因此对岩体开挖边坡卸荷的方法不仅表现在计算荷载为卸荷，同时还有更加重要的一个目的那就是反应卸荷状态的岩体力学参考数据，本构关系和计算软件方面的参考依据，最终使力学分析理论与实际工程在工程整体状态上保持一致。只有这样才可以取得更好的工程研究效果，对开挖岩体工程的力学稳定性做出一个完整准确的评估。通过准确的力学分析制定出正确的加固措施和设计方案。
二、从地质学相关方面分析
从高边坡的稳定性研究方法和稳定性评价方法两个面对其进行分析；
（一）从高边坡的稳定性研究方法方面分析
目前，国内外对高边坡稳定性的分析方法的研究有许多，对于不同的边坡类型要采取不同的力学模型和分析方法。同时，不同的分析目的也有不同的方法，往往在工程初期，资料不足，工程精度不够高的情况下，对岩体边坡可以采用刚性块体稳定性分析方法或者Sarma法；而在工程技术实施阶段对于工程精度要求高且资料充足时，可以采取相对比较精确的有限单元法和离散单元法；对于可能发生坡体滑动影响到岩体稳定性的时候可以采取条分发或者是刚体弹簧元法；对于滑动性不明显但是在变形要求高的情況下边坡则要采用有限单元法；对于一些自然地质灾害如地震、泥石流滑坡和一些人为措施时这些动荷作用下边坡的稳定性和滑动速度分析则要采用有限元动力大位移分析法或者刚体弹元法。
（二）从稳定性评价方法方面分析
边坡的稳定性、安全性是工程上最关心的问题。由于其自身长期的实际工程经验，一般都采用抗剪强度指标和安全系数相配套的方法。所以目前国内外工程界仍然这种方法作为测定岩体稳定性分析方法的主要手段。但是这种方法比较粗略，需要进一步改进和完善。目前，国内外对岩体的分析方法主要有两种；
（1）刚体极限平衡法，这种方法是一种半经验式是计算方法。这种方法是目前国内外最主要的岩体稳定性评价方法，使用国内外的同行一直都在沿用这种方法；
（2）刚体弹元法，这种方法能够处理岩体错动、断裂时发生突发性情况反应的非连接介质的特点。而这种方法求出交界面面力的特点，在边坡分析过程中可以克服传统传统位移型有限单元法的应力跳跃缺陷位移有限元法不能够直接求出的抗滑安全系数的缺点，从而使得最危险滑动面的搜索成为可能。，但是这种方法也有一定的缺陷，如精度低、不能够考虑单元自身变形、不能够直接求出单元应力张量的全部，应力张量必须由交界面面力间接求出；
结束语：
总之，在水电站工程中对岩体稳定性的要求非常高，因为他直接影响到工程质量和竣工以后的使用安全系数。同时也是高边坡工程质量的关键。
参考文献
[1] 罗世荣.铅厂水电站大坝高边坡开挖、支护安全管理[J].云南水力发电，2011，01：123-125.
[2] 张桥.四川毛尔盖水电站麻窝集镇高边坡稳定性及支护方案研究[D].西南交通大学，2011.
[3] 刘洋.大岗山水电站坝区高边坡变形机制及静动力响应研究[D].成都理工大学，2012.
[4] 付西英，田文娟.某水电站沥青混凝土心墙坝工程左岸卸荷带边坡开挖支护安全技术措施[J].科技信息，2012，27：324+346.
[5] 乔介平，殷本林.锦屏一级水电站大坝左岸高边坡安全开挖技术[J].四川水力发电，2013，01：29-35.
[关键词]水电站 高边坡 开挖 支护 安全管理
中图分类号：TV513 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）07-0194-01
引言
边坡是人类生存和工程活动中最常见的，也是最基本的自然地质环境之一，随着大型工程的建设，尤其是水电站工程的建设过程中遇到的高边坡开挖工程特别多。一般情况下用高边坡工程都是在地质环境复杂的情况下所采取的工程维护措施，与之相关的自然边坡和人工高边坡的稳定性问题日益突出。而这些边坡的稳定性对工程的建设和技术力量配置要求起着决定性的作用。特别是是在水电站工程中，这些因素直接回影响到建设投资方的的经营效益和我工程的投入。同时高边坡的稳定性还会直接影响到地质结构的稳定性，从而引发地质灾害，危及人民群众的生命财产安全，甚至影响国民经济建设的进度，并给国民经济造成重大的损失。文章主要从研究意义和地质学的两个方面分析。
一、从研究意义方面进行分析
在我国，目前就已经有许多在建和已经建成的工程，其中就有大部分大中型水电工程，这些工程在质量上都存在许多的问题。其中最为突出的工程质量问题就是库区滑坡和人工高边坡稳定性两个方面。例如在我国刚刚主体工程基本完工的三峡工程中就出现了库区岩体移动和高边坡也就是水电站船闸与两岸山体连接的稳定性问题。另外例如还有紫坪铺水利工程的高边坡开挖工程、小湾、二滩、李家峡、五强溪以及瀑布沟等水利工程的高边坡开挖工程。因此加大工程高边坡开挖支护方面的应用研究非常的重要，尤其是复杂岩体中高边坡工程稳定性的研究。不仅对国民经济建设和水能及矿产资源开发有重大意义，而且还会对地质灾害防御和环境保护有十分重要的作用。这就和岩体工程有着十分重要的关系。从岩体工程方面分析，岩体工程可分为地面工程和地下工程，二者的力学条件各不相同。一般情况地面工程开挖主要是为了减轻主体工程所承受的负荷难以确保主体工程施工进度和工程质量。这些都是在建设工程竣工后才能够转化为加载条件的，地面工程的边坡开挖，尤其是高地的边坡开挖工程，其地应力释放荷载大，量级高，作用范围宽，除了存在局部应力集中以外，其主要表现的方式为大面积的积强荷载，卸荷力学现象会十分明显。地下工程中洞挖卸荷以后，由于岩体力重新形成二次应力场，一般情况下洞壁切向为加载，径向为卸载。水电站工程中的岩体开挖主要是为了卸载负荷。
岩体在加载和卸载条件下，其力学特征有本质的区别，。从岩体上讲，岩石本身在加载和卸载条件下力学差别并不大，但是在含有节理、裂隙等结构面的岩体中。加载时仍有很好的力学性能，单卸载时，特别是由于卸荷出现的拉应力突发情况，岩体中结构面上的力学特征就会发生本质的变化，这些结构部位将迅速影响岩体的稳定性和其本真在水电站工程中的基础性作用。其力学特征就不会达到在合理加载的情况下所取得的研究成果。例如我们可以通过一些地质力学方面的剖面图来对加载情况下高边坡受力情况进行一个更加直观的认识。
一般情况下，在你水电工程中，由于通过开挖自然岩体的来达到卸载工程边坡的受力的作用，经常都会引起在加载受力情况下不同的的物理力学现象。，因此对岩体开挖边坡卸荷的方法不仅表现在计算荷载为卸荷，同时还有更加重要的一个目的那就是反应卸荷状态的岩体力学参考数据，本构关系和计算软件方面的参考依据，最终使力学分析理论与实际工程在工程整体状态上保持一致。只有这样才可以取得更好的工程研究效果，对开挖岩体工程的力学稳定性做出一个完整准确的评估。通过准确的力学分析制定出正确的加固措施和设计方案。
二、从地质学相关方面分析
从高边坡的稳定性研究方法和稳定性评价方法两个面对其进行分析；
（一）从高边坡的稳定性研究方法方面分析
目前，国内外对高边坡稳定性的分析方法的研究有许多，对于不同的边坡类型要采取不同的力学模型和分析方法。同时，不同的分析目的也有不同的方法，往往在工程初期，资料不足，工程精度不够高的情况下，对岩体边坡可以采用刚性块体稳定性分析方法或者Sarma法；而在工程技术实施阶段对于工程精度要求高且资料充足时，可以采取相对比较精确的有限单元法和离散单元法；对于可能发生坡体滑动影响到岩体稳定性的时候可以采取条分发或者是刚体弹簧元法；对于滑动性不明显但是在变形要求高的情況下边坡则要采用有限单元法；对于一些自然地质灾害如地震、泥石流滑坡和一些人为措施时这些动荷作用下边坡的稳定性和滑动速度分析则要采用有限元动力大位移分析法或者刚体弹元法。
（二）从稳定性评价方法方面分析
边坡的稳定性、安全性是工程上最关心的问题。由于其自身长期的实际工程经验，一般都采用抗剪强度指标和安全系数相配套的方法。所以目前国内外工程界仍然这种方法作为测定岩体稳定性分析方法的主要手段。但是这种方法比较粗略，需要进一步改进和完善。目前，国内外对岩体的分析方法主要有两种；
（1）刚体极限平衡法，这种方法是一种半经验式是计算方法。这种方法是目前国内外最主要的岩体稳定性评价方法，使用国内外的同行一直都在沿用这种方法；
（2）刚体弹元法，这种方法能够处理岩体错动、断裂时发生突发性情况反应的非连接介质的特点。而这种方法求出交界面面力的特点，在边坡分析过程中可以克服传统传统位移型有限单元法的应力跳跃缺陷位移有限元法不能够直接求出的抗滑安全系数的缺点，从而使得最危险滑动面的搜索成为可能。，但是这种方法也有一定的缺陷，如精度低、不能够考虑单元自身变形、不能够直接求出单元应力张量的全部，应力张量必须由交界面面力间接求出；
结束语：
总之，在水电站工程中对岩体稳定性的要求非常高，因为他直接影响到工程质量和竣工以后的使用安全系数。同时也是高边坡工程质量的关键。
参考文献
[1] 罗世荣.铅厂水电站大坝高边坡开挖、支护安全管理[J].云南水力发电，2011，01：123-125.
[2] 张桥.四川毛尔盖水电站麻窝集镇高边坡稳定性及支护方案研究[D].西南交通大学，2011.
[3] 刘洋.大岗山水电站坝区高边坡变形机制及静动力响应研究[D].成都理工大学，2012.
[4] 付西英，田文娟.某水电站沥青混凝土心墙坝工程左岸卸荷带边坡开挖支护安全技术措施[J].科技信息，2012，27：324+346.
[5] 乔介平，殷本林.锦屏一级水电站大坝左岸高边坡安全开挖技术[J].四川水力发电，2013，01：29-35.